数字孪生技术作为新型智慧城市建设的创新引领性技术，在推动智慧城市建设方面的作用已越来越受到重视。2021年3月，国家“十四五”规划纲要明确提出要“探索建设数字孪生城市”，为数字孪生城市建设提供了国家战略指引。此后，国家陆续印发了不同领域的“十四五”规划，为各领域如何利用数字孪生技术促进经济社会高质量发展做出了战略部署。
城市数字孪生的定义
城市数字孪生是利用数字孪生技术，以数字化方式创建城市物理实体的虚拟映射，借助历史数据、实时数据、空间数据以及算法模型等，仿真、预测、交互、控制城市物理实体全生命周期过程的技术手段，可以实现城市物理空间和社会空间中物理实体对象以及关系、活动等在数字空间的多维映射和连接。①
注释①：
《城市数字孪生标准化白皮书（2022版）》 2022年1月 全国信标委智慧城市标准工作组
城市数字孪生建设的关键因素
1．多维数据联动 构建信息大脑
数字孪生城市从来不是一项技术，而是多维技术融合的综合应用。数字孪生能让城市从感知走向认知，构建出城市智能体的数字思维，极大提升城市的智慧化水平；是对城市地上与地下、室内与室外、物理与逻辑等全域数据的充分采集，数字孪生将构建一个数字化的“虚拟城市”。在“虚拟城市”中，首先让城市知道自己是“谁”，并通过仿真模拟、回溯推演等方式，审视城市发展中决策与结果之间的各种可能，从而以最优的方式发展城市、治理城市。
2．三维模型：数字孪生城市可视化的主要载体
在数字孪生时代，测绘地理信息行业从传统的地图产品制作转型为面向城市治理、社会经济、专业建设和大众民生应用的服务行业。
数字孪生城市更加需要新型测绘的强力支撑，在时空大数据管理、地理监测、高精度实体化测绘等方面提出更高要求，基于新型测绘构建的城市三维模型是数字孪生城市运行的主要载体。
3．实时监测：数字孪生城市运行的基本诉求
数字孪生城市的本质是城市级信息模型赋能体系，通过建立基于立体感知的数据闭环赋能新体系，利用关键技术，以积木式组装拼接，生成城市全域数字虚拟镜像空间，实现对物理世界的实时监测。为了让数字孪生城市能够动态、及时地模拟出真实世界的运行，需要内置强大的计算能力运用模拟仿真技术，可进行自然现象的仿真、物理力学规律的仿真、人群活动的仿真、自然灾害的仿真等，为城市规划、管理、应急救援等制定科学决策，促进城市资源公平、快速调配，支撑建立更加高效智能的城市现代化治理体系。城市运行态势的多维度、多层次精准监测是建设数字孪生城市的基本诉求。
4．智能预测：数字孪生城市发展的高阶智慧
数字孪生城市对人工智能领域进行数据挖掘、深度学习、自我优化技术的应用，可使城市从以往单域智能、被动响应的模式逐步转变为全域协同治理、智能响应、趋势预判的模式，构建起高效、智慧的城市运行规则。经过不断地试错，推动系统不断自优化，实现数字孪生城市内生迭代发展，最终为城市提供智能预测，呈现数字孪生城市发展的高阶智慧。
冬天终将过去，春天已经到来，随着区块链、云计算、大数据、人工智能等智能内核技术的进一步发展，将来的智慧城市建设将大大增强数据挖掘应用能力和数字孪生技术，不断优化自然语言处理、模式识别、深度学习、分布式计算等方面能力，使得社会治理和空间治理架构和过程更加扁平化、协同化、社会化，数字孪生将为整个城市治理提供更智能、更精准和更人本的决策。
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